【文档说明】河北省石家庄市辛集市第一中学2019-2020学年高二第二次考试(一)物理试卷含答案.doc,共(18)页,392.000 KB,由小赞的店铺上传
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物理一.选择题(共16小题)1.2018年10月23日港珠澳大桥正式通车,它是目前世界上最长的跨海大桥,为香港、澳门、珠海三地提供了一条快捷通道。图甲是港珠澳大桥中的一段,一辆小汽车在长度为L=21m的平直桥面上
提速,图乙是该车在该段的车速的平方(v2)与位移(x)的关系。则关于小汽车通过该段平直桥面的加速度和平均速度分别为()A.4m/s26m/sB.2m/s23m/sC.2m/s2m/sD.2m/s27m/s【解答】解:由匀变速直线运动的位移速度公式有:,结合图象可知:v0=4m/s,v
t=10m/s,加速度a得,加速度a=2m/s2,由v=v0+at,得所用时间t=3s,平均速度m/s=7m/s,故D正确,ABC错误。故选:D。2.A、B、C三个物体如图所示,放置在水平面上,所有接触面均不光滑。有一个水平力F作用在物体C上,使A、B、C一起向
右做匀速直线运动,则()A.B对A的摩擦力方向水平向左B.B对A的摩擦力方向水平向右C.C对A的摩擦力方向水平向左D.C对B的摩擦力方向水平向右【解答】解:AB、A、B、C一起向右匀速运动,B在水平方向受地面向左的滑动摩擦力和A对B向右的静摩擦力而平衡,由牛顿第三
定律知B对A的静摩擦力方向水平向左,故A正确,B错误;C、对A来讲,B对A的静摩擦力方向水平向左,所以C对A的静摩擦力方向水平向右,故C错误;D、C与B没有弹力,不存在摩擦力,故D错误;故选:A。3.如图所示。用一根橡皮筋水平拉置于粗糙水平桌面
上的杯子。杯子始终保持静止状态。不计橡皮筋与杯子把手间的摩擦。下列说法正确的是()A.若θ角不变,逐渐增大F,杯子所受摩擦力保持不变B.若F大小不变,逐渐增大θ角,杯子所受摩擦力逐渐增大C.若θ角与F大小不变,往杯子中加水,杯子所受摩擦力增大D.要刚好拉动杯子,θ
角越大时,则F也越大【解答】解:A、若θ角不变,逐渐增大F,依据矢量的合成法则,可知,橡皮筋两拉力的合力增大,由于杯子始终保持静止状态,则杯子所受摩擦力会增大,故A错误;B、若F大小不变,逐渐增大θ角,依据矢量的合成法则,可
知,橡皮筋两拉力的合力减小,则杯子所受摩擦力逐渐减小,故B错误;C、若θ角与F大小不变,则橡皮筋对杯子的作用力不变,当往杯子中加水,杯子所受最大静摩擦力会增大,而受到的静摩擦力却仍不变,故C错误;D、要刚好拉动杯子,即要增大橡皮筋对杯子的作用力,当θ角越大时,则F也越大
,才可能刚好拉动,故D正确;故选:D。4.如图所示,物块a静止在水平地面上,物块b叠放在物体a上。现对物体a施加一个水平向左的恒定拉力F,a、b仍然都处于静止状态。以下说法正确的是()A.a受b向右的摩擦力B.b受a向左的摩擦力C.a、b接触面间的动摩擦因数一定为零D.地面对a的摩擦
力大小等于F【解答】解:A、a、b相对静止且相对地面也静止,以b为研究对象,由平衡条件知,a与b之间没有摩擦力。故A错误。B、根据以上分析,可知,a与b之间没有摩擦力,故B错误。C、a、b之间无摩擦力,动摩擦因数不一定为零,故C错误。D、对a受力分析:由平衡条件知F=f,即a与地面之间
的摩擦力大小为F,故D正确。故选:D。5.某次玩具枪测试中,子弹从枪口射出时的速度大小为40m/s,测试员在t=0时刻竖直向上射出第一颗子弹,之后每隔2s竖直向上射出一颗子弹,假设子弹在运动过程中都不相碰,不计空气阻力,取g=10m/s2.对于
第一颗子弹,它和以后射出的子弹在空中相遇而过的时刻分别为()A.3s,4s,5sB.4s,4.5s,5sC.5s,6s,7sD.5.5s,6.5s,7.5s【解答】解:第一颗子弹从射出到落回地面共用时间:ts=8s因每隔2s发出一颗子弹,故第一颗子弹落地
时,第五颗子弹刚发出,空中共有4颗子弹;设第一颗子弹射出时间t后,与第n颗子弹相遇,此时第n颗子弹运动时间:tn=t﹣2n+1由运动学公式得,v0tgt2=v0tngt解得:t=4+(n﹣1)当n=2时,t=5s当n=3时,t=6s当n=4时,t=7s故选:C。6.一辆汽车在平直公路上
运动,公路边每隔距离x0有一棵树,如图所示,汽车在A、B两相邻的树间行驶时先做匀加速运动,后做匀减速运动,在B、C两相邻的树间行驶时做匀速运动,在C、D两相邻的树间行驶时先做匀减速运动,后做匀加速运动,已知汽车过
A、B、C、D时的速度均为v1,则有关汽车在各段运动过程中所用的时间,下列说法中正确的是()A.通过AB段用的时间最少B.通过BC段用的时间最少C.通过CD段用的时间最少D.通过三段所用时间相等【解答】解
:设汽车通过AB段用时t1,通过BC段用时t2,通过CD段用时t3,根据得x•t因汽车过A、B、C、D时的速度均为v1,汽车在A、B两相邻的树间行驶时先做匀加速运动,后做匀减速运动,末速度为v1,所以其平均速度大于v1,而汽车在C、D两相邻的树间行驶时先做匀减速运动,后做匀加
速运动,末速度为v1,所以其平均速度小于v1,所以t3>t2>t1,即通过AB段所用的时间最少,故A正确,BCD错误。故选:A。7.如图所示,在同一竖直线上有A、B两点,相距为h,B点离地高度为H.现从A、B两点分别向P点安放两个光滑的固定斜面AP和BP,并让两个小物块(可看成质点)从两斜面的
A、B点同时由静止滑下,发现两小物块同时到达P点,则()A.OP间距离为B.OP间距离为C.两小物块运动到P点的速度相同D.两小物块的运动时间均为【解答】解:AB、以P点为最低点经过A和B做“等时圆”如图所示
:根据几何关系可知所以∠BPO=∠APQ=θ,根据几何关系可得:tanθ,解得,故A正确、B错误;C、根据动能定理可得,从A点下滑的高度大于从B点下滑的高度,所以从A点下滑到P的速度大于从B点下滑的高度,故C错误;D、设BP斜面倾角为θ,根据几何关系可得sinθ,根据牛顿第二定律可得
:mgsinθ=ma,解得a=gsinθ;设OP=d,则斜面长L根据位移时间关系可得L解得t,故D错误。故选:A。8.如图所示,两个完全相同的小球,从光滑的a管和b管由静止下滑,管径略大于小球直径,设转弯处无能量损失,B、D在同一水平面,两球落到C处的时间分别为Ta、Tb,
则()A.Ta>TbB.Ta<TbC.Ta=TbD.无法确定【解答】解:由机械能守恒定律可知,两球从A点滑到底端C时,速度和路程相等,而沿a管滑下的小球,在AB段加速度比BC段加速度小,则在速率图中AB段图线的斜率比BC段图线斜率小,而沿b滑下的小球,它的速
率图线在AD段斜率比DC段斜率大,作出两球的速率图象如图所示,若要保证两球的路程相等,即图象与横轴所围的“面积相等,则有:Ta>Tb,故A正确,B、C、D错误;故选:A。9.“民生在勤,勤则不匮”,劳动是幸福的源泉。如图所
示,某同学利用假期帮助父母打理家务时,使用浸湿的拖把清理地板上的油渍。假设湿拖把的质量为2kg,拖把杆与水平方向成53°角,当对拖把施加一个沿拖把杆向下、大小为10N的力F1时,恰好能推动拖把向前匀速运
动并将灰尘清洗干净。如果想要把地板上的油渍清洗干净,需将沿拖把杆向下的力增大到F2=20N.设拖把与地板、油渍间的动摩擦因数相等且始终不变,那么油渍与地板间的附着力约为(可认为油渍与地板间的附着力等于拖把与地板间的滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,sin53°=0.8,co
s53°=0.6)()A.3.7NB.7.7NC.12.0ND.13.3N【解答】解:对拖把受力分析,如图所示,拖把受到重力mg,地板的支持力N1,人对拖把沿拖把杆向下的力F1,地板对拖把的摩擦力f1。则N1=mg+
F1sin53°,拖把匀速运动,则有:f1=F1cos53°,又f1=μN1;解得拖把与地板间的动摩擦因数μ当给拖把施加更大的力后,拖把受到地板的支持力变大,摩擦力将增大,支持力N2=mg+F2sin53°摩擦力f2=μN2解得f2≈7.7
N,故B正确、ACD错误。故选:B。10.如图所示,一质量为M的圆环套在一根粗糙的水平横杆上,圆环通过轻绳和质量为m的物块相连,物块在水平向右的风力作用下偏离竖直方向一定的角度(如图中虚线位置所示)。现风力发生变化使物块偏离到图
中实线位置(缓缓移动),但圆环仍然不动,在这一过程中,水平风力大小F风、绳子上的张力大小FT、横杆对圆环的摩擦力大小f、横杆对圆环的支持力大小FN变化情况正确的是()A.F风保持不变,FT逐渐变大B.F风逐渐变大,FT逐渐变小C.f逐渐变大,FN保
持不变D.f保持不变,FN逐渐变小【解答】解:物块从虚线位置偏离到图中实线位置,风力F风增大;以重物为研究对象,分析受力情况:重力G、水平风力F风和绳子的拉力FT,如图1所示。由平衡条件得:F风=mgtanθ,FT,当θ增加时,F风逐渐增加,FT增加;再以两物体整体为研究对象,分析
重力G总、水平风力F风,杆的摩擦力f和支持力FN,则有:FN=G总,保持不变。f=F风,逐渐增加,故C正确、ABD错误。故选:C。11.某同学研究物体的运动,让一个质量为2kg的物体在水平恒力的作用下沿光滑水平面做直线运动,物体的t图线如图所示,是从某时刻开始
计时物体运动的时间,x为物体在时间t内的位移,由此可知()A.0~5s内物体的位移为45mB.5s末物体的速度为4.5m/sC.0~10s内物体的速度变化量为3m/sD.物体受到的恒力大小为1.2N【解答】解:A、由图
知,t=5s时,4.5m/s,则0﹣5s内物体的位移为x=4.5t=4.5×5m=22.5m,故A错误。B、根据匀变速直线运动位移时间公式x=v0tat2变形得到v0at,则t图线的纵轴截距表示初速度,所以有:v0=3m/s,图线的斜率为:ka0.3,
解得:a=0.6m/s2,物体做匀加速直线运动,5s末物体的速度为v=v0+at=(3+0.6×5)m/s=9m/s,故B错误。C、0~10s内物体的速度变化量为△v=at=1.2×5m/s=6m/s,故C错误。D、物体受到的恒力大小为F=ma=2×0.
6N=1.2N,故D正确。故选:D。12.如图甲所示,足够长的细绳(质量不计)跨过光滑的轻质定滑轮连接A、B两物体,定滑轮悬挂在一个力传感器(测量悬挂定滑轮的轻绳的拉力大小)的正下方,A物体的质量m0保持不变,B物体取不同的质量m,通过计算机描
绘得到传感器对滑轮的拉力F随B物体的质量m的变化关系曲线如图乙所示,F=F0直线是曲线的渐近线,重力加速度为g,不计空气阻力。则A物体的质量m0与F的关系式为()A.m0B.m0C.m0D.m0【解答】解:当m大于m0时,据牛顿第二定律,对
B有:mg﹣T=ma对A有:T﹣m0g=m0a联立解得:aT,则有:F=2T;当m小于m0时,据牛顿第二定律,对B有:T﹣mg=ma对A有:m0g﹣T=m0a联立解得:aT,则有:F=2T;由F=2T知,当m趋向于无穷大时
,F=4m0g=F0解得:m0,故A正确、BCD错误。故选:A。13.如图所示,在横截面为正三角形的容器内放有一小球,容器内各面与小球恰好接触,图中a、b、c为容器的三个侧面。将它们以初速度v0竖直向上抛出,运动过程中容器所受空气阻力与速率成正比,下列说法正确
的是()A.上升过程中,小球对c有压力且逐渐变大B.上升过程中,小球受到的合力逐渐变大C.下落过程中,小球对a有压力且逐渐变大D.下落过程中,小球对容器的作用力逐渐变大【解答】解:设整体的质量为m,小球的质量为m′,阻力大小为f。AB、上升过程中,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得到:mg+f=
ma,上升过程中速度减小,阻力减小,故上升过程加速度大于g但逐渐减小,再以球为研究对象,根据牛顿第二定律可得m′g+FN=m′a,小球受到的合力大于重力且逐渐减小,小球除受到重力外,还应受到向下的压力,所以小球对c没有压力,故AB错误;CD、下落过程中,以整体为研究对象
,根据牛顿第二定律得到:mg﹣f=ma,下降过程中速度增大,阻力增大,故下降过程加速度小于g但逐渐减小,再以球为研究对象,根据牛顿第二定律可得m′g﹣FN=m′a,则小球受到的合力小于重力,小球除受到重力外,还应受到c对它受
到向上的支持力,且支持力逐渐增大,所以小球对容器的作用力逐渐变大,小球对a没有压力,故C错误、D正确。故选:D。14.如图,电梯与水平地面成θ角,一人静止站在电梯水平梯板上,电梯以恒定加速度a启动过程中,水平梯板对人的支持力和摩擦力分别为FN和Ff.若
电梯启动加速度减小为,则下面结论正确的是()A.水平梯板对人的支持力变为B.水平梯板对人的摩擦力变为C.电梯加速启动过程中,人处于失重状态D.水平梯板对人的摩擦力和支持力之比仍为【解答】解:当加速度为a时,将人的加速度分解,水平方向ax=ac
osθ,竖直方向ay=asinθ;当加速度为时,将人的加速度分解,水平方向a′xcosθ,竖直方向a′ysinθ。A、当电梯加速度为a时,竖直方向上有:FN﹣mg=may,水平梯板对人的支持力:FN=mg+masinθ,当电梯加速度由a减小为时,在竖直方向上
有:F′N﹣mg=ma′y,水平梯板对人的支持力:F′N=mgmasinθ,水平梯板对人的支持力:F′NFN,故A错误;B、当电梯加速度为a时,水平梯板对人的摩擦力为:Ff=max=macosθ,当电梯加速度由a减小为时,水平梯板对人的摩擦力变为:F′f=ma′xma
cosθ,所以水平梯板对人的摩擦力变为,故B正确;C、电梯加速启动过程中,人有向上的加速度,处于超重状态而不是失重状态,故C错误;D、水平梯板对人的摩擦力和支持力之比为:,故D错误。故选:B。15.如图所示竖直平面内有一固定
半圆环,AB为其直径且AB水平,O为圆心,一质量m=0.5Kg的小球套在圆环上的P点,小球受到三个拉力F1、F2、F3作用保持静止状态,三个拉力的方向如图所示。已知F2=4N,F1:F2:F3=PA:PO:
PB,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,则圆环对小球的支持力为()A.16NB.15NC.12ND.8N【解答】解:圆环对小球的支持力方向一定沿半径方向向外,将F1和F3进行合
成,由于F1:F2:F3=PA:PO:PB,则合力一定沿F2方向,如图所示;所以F1、F2、F3三个力的合力为:F合=3F2=12N,根据平衡条件可得支持力为:N=mgsin37°+F合=3N+12N=15N,故B正确、ACD错误。故选:B。16.固定斜面的倾角为θ,一个小
物块自斜面底端沿斜面向上做匀减速运动,经过一段时间后又沿斜面下滑回到底端,若物块往返所用时间之比为1:2,则物体与斜面间的动摩擦因数为()A.tanθB.tanθC.tanθD.tanθ【解答】解:设物块上滑和下滑的加速度大小分别为a1和a2,上滑和下滑的时间分别为t1和t2
.物块上滑的位移为x。上滑过程的逆运动是初速度为零的匀加速运动,则有x下滑过程有x则得根据牛顿第二定律得上滑有mgsinθ+μmgcosθ=ma1下滑有mgsinθ﹣μmgcosθ=ma2联立解得μtanθ,故A正确,BCD错误。故选:A。二.多选题(
共3小题)17.如图甲所示,一足够长的传送带倾斜放置,倾角为θ,以恒定速率v=4m/s顺时针转动。一煤块以初速度v0=12m/s从A端冲上传送带,煤块的速度随时间变化的图象如图乙所示,取g=10m/s
2,则下列说法正确的是()A.倾斜传送带与水平方向夹角的正切值tanθ=0.75B.煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5C.煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为4sD.煤块在传送带上留下的痕迹长为m【解答】解:
AB、0﹣1s内,煤块的加速度大小为a1m/s2=8m/s2,方向沿传送带向下;根据牛顿第二定律得mgsinθ+μmgcosθ=ma1.①1﹣2s,物块的加速度大小为a2m/s2=4m/s2,方向沿传送带向下;根据牛顿第二定律得mg
sinθ﹣μmgcosθ=ma2,②由①②联立解得θ=37°,μ=0.25,则tanθ=0.75,故A正确、B错误。C、物块上升的位移大小等于v﹣t图象与时间轴所包围的面积大小,为x10m;根据xa2t下2,得煤块下滑的时间t下s,
所以煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为(2)s,故C错误;D、传送带的速度v=4m/s。在0﹣1s内传送带的位移x带1=vt1=4×1m=4m,煤块的位移为x煤1m=8m,两者相对位移大小为△x1=x煤1﹣x带1=4m在1﹣2s内传送带
的位移x带2=vt2=4×1m=2m,物块的位移为x煤2m=2m,两者相对位移大小为△x2=x带2﹣x煤2=2m;所以整个上升过程中痕迹的长度为4m;2~(2)s传送带向上运动,煤块向下运动,划痕总的长度为2mvt=(12+4)m,故D正确。故选:A
D。18.如图所示,水平地面上有两个完全相同的木块A、B,在水平推力F作用下运动,用FAB代表A、B间相互作用力()A.若地面是完全光滑的,则FAB=FB.若地面是完全光滑的,则FABFC.若地面动摩因数为μ,则FAB=FD
.若地面动摩因数为μ,则FABF【解答】解:设两木块的质量均为m。A、B若地面是完全光滑的,对整体用牛顿第二定律得,加速度a,再对B运用牛顿第二定律得,FAB=ma.故A错误,B正确。C、D若地面动摩因数为μ,对整体用牛顿第二定律得,加速度a,再对B运用牛顿第二定
律得,FAB﹣μmg=ma,解得,FAB,故C错误,D正确。故选:BD。19.如图所示是滑梯斜面体(倾角为θ放在粗糙水平面上)简化图,一质量为m的小孩从滑梯上A点开始无初速度下滑,在AB段匀加速下滑,在BC段匀减速下滑,滑到C点恰好静
止,整个过程中滑梯保持静止状态。假设小孩在AB段和BC段滑动时的动摩擦因数分别为μ1和μ2,AB与BC长度相等,则下判断中正确的是()A.小孩在AB段滑动时地面对滑梯摩擦力大小为mg(sinθ﹣μ1cosθ)cosθ,方向向左B.动摩擦因数μ1+μ2=2tanθC.小孩从滑梯
上A点滑到C点过程中先失重后超重D.整个过程中地面对滑梯的支持力始终等于小孩和滑梯的总重力【解答】解:A、小朋友在AB段做匀加速直线运动,将小朋友的加速度a1分解为水平和竖直两个方向,由于小朋友有水平向右的分加速度即有向右的力,根据牛顿第二定律知,地面
对滑梯的摩擦力方向先水平向右;有竖直向下的分加速度,依据矢量的合成法则,结合三角知识,则有:地面对滑梯摩擦力大小为f=ma1=mg(sinθ一μ1cosθ)cosθ,方向向右,故A错误;B、设AB的长度为L
,AB间的高度为h,则sinθ,小孩在B点的速度为v,小孩从A到B为研究对象,由动能定理得:﹣μ1mgLcoosθ+mghmv2﹣0…①小孩从B到C为研究过程,由动能定理得:﹣μ2mgLcosθ+mgh=0mv2…②联立①②代入数据得:μ1+μ2=2tanθ,故B正确;CD、
开始时a1=g(sinθ一μ1cosθ)cosθ,由牛顿第二定律分析得知:小孩处于失重,地面对滑梯的支持力FN小于小朋友和滑梯的总重力。小孩处于失重状态;同理,小朋友在BC段做匀减速直线运动时,小孩处于超重,地面对滑梯的支持力大于小朋友和滑梯的总重力,地面对滑梯的摩擦力方向水平向右,故C正确,D
错误。故选:BC。三.实验题(共2小题)20.如图甲所示,楔形木块A固定在水平放置的压力传感器上,A的斜面是光滑的.某同学将质量不同的小钢球从斜面顶端静止释放,记录小钢球在斜面上运动时压力传感器的示数F.记录实验数据后,根据数据作出F﹣m图象如图乙
,与纵轴的截距为b.已知当地重力加速度为g.(1)不同质量的小钢球在斜面上运动的时间相同(填“相同”或“不相同”).(2)木块A的质量M=(用题中的相关字母表示).【解答】解:(1)根据牛顿第二定律得:mgsinθ=ma小球下滑
的加速度为:a=gsinθ则知不同质量的小钢珠在斜面上下滑时加速度相同,运动情况完全相同,所以运动的时间也相同.(2)当m=0时,传感器的示数即为木块A的重力,则有:Mg=b解得:M故答案为:(1)相同;(2).21.某同学用如图甲所示装置做超重实验,通过数显测力计读出物块上升过程中所受拉
力,用光电门测出物块上升的加速度,改变钩码的个数,可读出多组数据,该同学作出了物块的加速度和所受拉力的关系图线如图乙所示,图线与横、纵轴交点坐标分别为c、b,b点坐标表示的意义是﹣g;则所悬挂的物块的质
量为;若把物块的质量变为原来的一半,则在图乙中作出物块的图线的斜率比原直线增大.(选填“增大”、“减小”、或“不变”)【解答】解:对物体进行受力分析,根据牛顿第二定律得:F﹣mg=ma解得:ag所以a﹣F图象与a轴的交点表示﹣g,图象的斜率表
示质量的倒数,则解得:m若把物块的质量变为原来的一半,则图象的斜率为原来的两倍,图线的斜率比原直线增大.故答案为:﹣g;;增大四.计算题(共2小题)22.新春佳节,许多餐厅生意火爆,常常人满为患,为能服务更多的顾客,服务员需要用最短的时间将菜肴送
至顾客处(设菜品送到顾客处速度恰好为零)。某次服务员用单手托托盘方式(如图)给12m远处的顾客上菜,要求全程托盘水平。若托盘和碗之间的动摩擦因数为μ1=0.15,托盘与手间的动摩擦因数为μ2=0.2,服务员上菜时的最大速度为3m/s。假设服务员加
速、减速过程中做匀变速直线运动,且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度g取10m/s2.求:(1)服务员运动的最大加速度;(2)服务员上菜所用的最短时间。【解答】解:(1)设碗的质量为m,托盘的质量为M,以最大加速度运动时,碗、托盘、手保持相对静止,由牛顿第二定律得:Ff1=m
a1碗与托盘间相对静止,则:Ff1≤Ff1max=μ1mg解得:a1≤μ1g=0.15×10=1.5m/s2对碗和托盘整体,由牛顿第二定律得:Ff2=(M+m)a2手和托盘间相对静止,则:Ff2≤Ff2max=μ2(M+m)g解得:a2≤μ2g=0.2×10=2m
/s2则最大加速度:amax=1.5m/s2(2)服务员以最大加速度达到最大速度,然后匀速运动,再以最大加速度减速运动,所需时间最短加速运动时间:位移:m减速运动时间:t2=t1=2s,位移:x2=x1=3m匀速运动位移:x3=
L﹣x1﹣x2=12m﹣3m﹣3m=6m匀速运动时间:最短时间:t=t1+t2+t3=6s。答:(1)服务员运动的最大加速度为1.5m/s2;(2)服务员上菜所用的最短时间为6s。23.如图,水平地面上紧靠粗糙水平台依次排放着A、B两木板,A、B的长度均为L=5m、质量均为M=1.5
kg,其上表面与平台相平,A与平台和B均接触但不粘连。现有一质量m=3kg、可视为质点的滑块C,从平台上距平台右侧的距离d=2.5m处,以大小v0=8m/s、方向水平向右的速度向右滑块。已知C与平台间、C与木板A、B间的动摩擦因数均为μ1=0.3,A、B与地面间的动
摩擦因数均为μ2=0.1,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取g=10m/s2.求:(1)滑块C刚滑上A板时的速度大小;(2)滑块C刚滑离A板时,B板的速度大小;(3)从滑块C滑上A板到C与B板相对静止的过程中,B板发生的位移。【解答】解:(1)对C,由牛顿第二定
律得:μ1mg=ma1,解得:a1=3m/s2,C在水平台上做匀减速直线运动,由匀变速直线运动的速度位移公式得:v12﹣v02=﹣2a1d,解得:v1=7m/s;(2)滑块C在木板A上滑动时的加速度仍为a1,木板A、B的加
速度为:a2,解得:a2=1m/s2,设C在A上运动的时间为t1,则:L=v1t1a1t12a2t12,解得:t1=1s(t1=2.5s不合题意,舍去),C滑上B时,A、B分离。设C离开A时的速度为vC,板A、B的速度分别为v
A、vB,则:vC=v1﹣a1t1,vA=vB=a2t1,解得:vC=4m/s,vA=vB=1m/s;(3)C在B上滑动时,C的加速度仍为a1,设B的加速度为a3,对B,由牛顿第二定律得:μ1mg﹣μ2(M+m)g=Ma3,解得:a3=3
m/s2,设经过时间t2,B、C达到共同速度v,则有:v=vC﹣a1t2=vB+a3t2,解得:t2=0.5s,v=2.5m/s,B所发生的位移为:xBt1t2,解得:xBm=1.375m;答:(1)滑块C刚滑上A板时的速度大小为7m/s;(2)滑块C刚滑离A板时,B板的速度
大小为1m/s;(3)从滑块C滑上A板到C与B板相对静止的过程中,B板发生的位移为1.375m。